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太空望远镜在画座星座中发现了三颗具有不稳定轨道的恒星

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照片: nasa - Tada Images/Shutterstock.com

地面和太空天文台的共同努力,确定了远离太阳系的特殊宇宙三重奏。 NASA 的系外行星搜寻望远镜探测到了来自围绕 TOI-201 恒星运行的三个不同天体的信号。中央恒星距地球约 370 光年。该恒星区属于画座星座。研究人员指出,组件之间的重力相互作用会产生高度动态且不稳定的环境。

主星的物理特征引起了恒星演化专家的关注。它属于F型光谱。直径和质量比太阳高出约30%。天文学计算表明,该系统估计已有 8.7 亿年的历史。这种相对年轻的现象有助于解释测量设备观察到的部分轨道搅动。恒星辐射的能量直接影响其周围世界的行为。

美国宇航局
美国宇航局 – Mia2you/shutterstock.com

极端岩石世界在短短几天内完成绕恒星运行的轨道

距离恒星最近的组件被赋予了技术名称 TOI-201 d。由于其物理比例,该天体属于超级地球的范畴。半径是地球大小的 1.39 倍。质量达到地球质量的 5.8 倍。这个世界的一年只有5.85天。平移速度反映了中心恒星施加的引力。

距离热源极近,使得地表完全不可能存在液态水。科学家计算出的密度令学术界印象深刻。该值达到每立方厘米11克。该数据表明其本质上是岩石成分。行星的核心必须极其致密,才能证明物质在如此狭小的空间内如此集中。

内行星的运行轨迹在太空中并不形成完美的圆。经测量仪器评估,轨道偏心率适中,为0.3。恒星的极高热量和引力形成了系统中第一世界的恶劣条件。持续的辐射扫除了任何类似地球大气层的可能性。

气态巨行星和大质量伴星决定了系统的节奏

就在超级地球之后,该系统是一颗具有完全不同特征的行星的家园。 TOI-201 b 的质量相当于木星的一半。轨道周期达到53个地球日。天文学将这种类型的形成分类为热木星或暖木星。这个距离使得它比距离恒星更近的世界接收到的辐射更少,但仍然保持高温。

持续的监测揭示了这颗气态巨行星的凌日时间的细微变化。径向速度分析允许以最小的误差幅度卷曲质量。该系统的第三体充当了这场宇宙之舞的伟大指挥。 TOI-201 c 的尺寸使其位于巨行星和棕矮星之间的边界。该物体的力会影响其所有邻居。

TOI-201系统架构根据主要组件划分如下:

  • 内行星 TOI-201 d 本质上是岩石行星,在不到六天内完成其快速轨道运行。
  • 中间世界 TOI-201 b 是一颗气态巨行星,平移时间为 53 个地球日。
  • 外部天体 TOI-201 c 的质量是木星的 15.7 倍,绕一圈需要近八年。

最远伴星的轨道达到非常高的偏心率。在天文尺度上该值达到了0.65。这种拉长的轨迹导致物体向恒星俯冲,然后移向冰冷区域。传感器捕获的部分凌日证实了巨大质量的存在。这个巨星的下一次可见光阻挡应该只会发生在 2031 年 3 月。

引力相互作用改变可见轨道的倾角

这三个天体并不在围绕其主恒星的同一轨道平面上运行。缺乏对齐会对集合的稳定性产生直接影响。外部伴星对最靠近中心的两颗行星施加了残酷的引力。这种持续的拉力不断地拉动和扭曲原来的轨迹。

几十年来,这种物理现象改变了轨道的方向。在不久的将来,地球的观测视角将发生巨大的变化。计算表明,目前的路线结构只能再持续 200 年。过了这个时期,从我们的空间角度来看,内部世界将不再从恒星前面经过。

视觉障碍必须保持数千年,直到循环重演。计算机模拟表明,系统中存在一种称为 von Zeipel-Kozai-Lidov 振荡的机制。这种复杂的动力学解释了倾斜部件之间能量和角动量的不断交换。天体物理学展示了年轻的系统如何仍在寻求平衡点。

南极洲的技术确保空间数据收集的精度

这一发现需要高精度仪器的全球协调。 ASTEP 项目在捕获光信号方面发挥了基础作用。该观测站位于南极高原中部的康科迪亚站。该结构位于三公里多深的冰层上。地理隔离保证了天空没有光污染。

该地点为陆地天文学提供了独特的条件。漫长的极夜允许连续观测而不会受到阳光的干扰。冰冷地区的大气稳定性减少了暖空气造成的视觉扭曲。来自伯明翰大学和蔚蓝海岸天文台的团队合作在白色大陆上操作设备。

全球望远镜网络为研究提供了必要的补充数据。高分辨率光谱仪有助于以精确的三个维度绘制系统图。来自新墨西哥大学的科学家伊斯梅尔·米雷莱斯(Ismael Mireles)领导的国际团队负责分析这些信息。完整的研究在四月中旬的科学杂志《科学进展》的版面中得到了重点报道。

TOI-201 系统的独特架构与我们太阳系的组织形成鲜明对比。这一发现强化了行星形成可能产生混乱且不可预测的结果的论点。研究人员计划在未来几年内将望远镜瞄准画座星座。持续的数据收集将有助于完善有关宇宙演化的理论模型。

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